Die Auswirkungen einer erhöhten öffentlichen Nachfrage nach Konsumgütern aufgrund von Rückrufaktionen, Rohstoffengpässen oder unterbrochenen Lieferketten sind dem verarbeitenden Gewerbe nicht fremd. Ein Beispiel dafür ist der jüngste Rückruf von Babynahrung durch Abbott Nutrition, der dazu führte, dass Eltern im ganzen Land nach brauchbaren Alternativen suchten. Um dieses Defizit zu beheben, wurden andere Lebensmittel- und Getränkehersteller aufgefordert, die Produktion zu erhöhen, aber Beschwerden über überfüllte Zeitpläne und andere Probleme bei der Zeitplanung machen die Schwierigkeiten deutlich, die mit einer sofortigen Erhöhung der Produktionsraten verbunden sind.
Die steigende Nachfrage und die knappen Produktionsfristen machen es erforderlich, die Produktionslinien, die Lieferketten und den gesamten Herstellungsprozess zu optimieren. Die Optimierung von Fertigungsplänen bietet hervorragende kurzfristige Lösungen zur Steigerung des Durchsatzes und zur Deckung der schwankenden Nachfrage. Simulationen und digitale Zwillingsmodelle bieten Herstellern ein leistungsfähiges Werkzeug zur Analyse komplexer betrieblicher Herausforderungen und zur Erstellung von Planungsplänen, um diese zu entschärfen.
Tools für die Planungsoptimierung
Die fortschreitende digitale Transformation in durchschnittlichen Fabriken, die die Datenerfassungsprozesse vereinfacht, gibt Herstellern die Möglichkeit, Daten zu sammeln, um die Herausforderungen bei der Planung zu verstehen. Obwohl es verschiedene digitale Transformationslösungen für die Analyse betrieblicher Herausforderungen gibt, haben sich die Simulation und die Modellierung des digitalen Zwillings als die leistungsfähigsten Lösungen für die Optimierung von Planungsplänen erwiesen.
Die Stärke der Simulationsmodellierung liegt in ihrer einzigartigen Fähigkeit, einzelne Anlagen in der Fertigung, Personal, Rohstoffe und ihre entsprechenden Interaktionen über die gesamte Produktionslinie hinweg zu erfassen. Die Erfassung dieser Parameter bietet Industrieunternehmen eine virtualisierte Möglichkeit zur Bewertung von Optimierungsplänen zur Bewältigung vorhergesehener und unvorhergesehener Produktionsherausforderungen. In Szenarien, in denen unvorhergesehene Ereignisse bewertet werden, kommt das Konzept der risikobasierten Planung zum Tragen. Hier werden Pläne entwickelt, um mit Risiken umzugehen und einen Qualitätsdurchsatz bei den erforderlichen Mengen zu gewährleisten.
Der digitale Zwilling ist ein weiteres leistungsstarkes Optimierungsinstrument, das Änderungen in Echtzeit für eine agile Planung berücksichtigt. Laut Definition sind digitale Zwillinge genaue virtuelle Darstellungen von realen Anlagen, bei denen ein Datenaustausch in Echtzeit möglich ist. Modernste digitale Zwillingslösungen entwickeln virtuelle Darstellungen aus verschiedenen Unternehmensdatenquellen wie Manufacturing Enterprise Systems (MES), Enterprise Resource Planning Systems (ERP), IoT-Geräten und in Excel-Tabellen erfassten Daten.
Lösung von Terminplanungsproblemen mit Simulation und Digital Twin Modeling
Laut einer Umfrage der National Association of Manufacturers sehen sich etwa 36 % der Hersteller mit Herausforderungen in der Lieferkette konfrontiert, die sich auf die Fähigkeit des Herstellers auswirken, Produktionsfristen einzuhalten. Weitere Herausforderungen sind die Vorhersage der Nachfrage, die Verbesserung der Effizienz und der Umgang mit Ausfallzeiten. Wie das Beispiel des Mangels an Babynahrung zeigt, ist die Vorhersage der Nachfrage ein schwieriger Prozess, da sie von der Vorhersage realer Situationen abhängt. Trotz der Herausforderungen, die mit Bedarfsprognosen verbunden sind, hilft ein optimierter Zeitplan, die Probleme im Zusammenhang mit schwankendem Bedarf zu mildern.
Ein vorausschauender Planungsansatz bietet Industrieunternehmen genaue Auswertungen zur Bewältigung der schwankenden Nachfrage. Der Forward Scheduling-Prozess umfasst die Bewertung der aktuellen Bedingungen einer Anlage, wie z. B. Ressourcenverfügbarkeit, Lagerbestände, laufende Arbeiten usw., um einen optimierten Zeitplan zu entwickeln, der aufzeigt, was zur Deckung der Nachfrage erforderlich ist. Der optimierte Zeitplan verschafft dem Hersteller einen Einblick in die Ressourcen und den Zeitrahmen, die erforderlich sind, um die Nachfrage in Echtzeit zu erfüllen.
Ein digitaler Prozesszwilling bietet ein neues Maß an Termintreue, das derzeit in ressourcenbasierten Modellierungswerkzeugen nicht verfügbar ist. Mithilfe eines digitalen Prozesszwillings können Ressourcen innerhalb des Fertigungssystems einen Besetzt-, Leerlauf- oder Freischichtstatus haben, der die reale Betriebsdynamik nachahmt. Einzelne Objekte innerhalb des digitalen Zwillings sind auch mit genauen Verhaltensmustern und den damit verbundenen Einschränkungen ausgestattet, genau wie in einer realen Fabrikhalle. Der digitale Zwilling nutzt auch 3D-Animationen, um die Visualisierung der Ergebnisse zu unterstützen, wenn es darum geht, den Entscheidungsträgern Einblicke zu geben.
Der hohe Detaillierungsgrad und die Agilität, die ein digitaler Prozesszwilling bietet, versetzen Unternehmen in die Lage, umsetzbare Zeitpläne zu entwickeln. Mit umsetzbaren Plänen sind hier Pläne gemeint, die sofort in der Fabrikhalle umgesetzt werden können. Mit umsetzbaren Plänen erhält der Hersteller also einen umsetzbaren Plan, der sich von Machbarkeitsstudien unterscheidet, die möglicherweise nur bewertete Erkenntnisse liefern.
Schlussfolgerung
Durch den Einsatz von Simulation und digitaler Zwillingsmodellierung erhält ein durchschnittliches Industrieunternehmen Machbarkeitsstudien und umsetzbare Pläne, um die Herausforderungen einer schwankenden Nachfrage und anderer Produktionsengpässe zu meistern. Durch die erfolgreiche Implementierung von umsetzbaren Plänen wird sichergestellt, dass die Produktionssysteme optimal funktionieren und flexibel genug sind, um mit Änderungen in Echtzeit umzugehen.